高中物理-功课件讲课教案

1、高中物理-功课件木头在起重机木头在起重机的拉力作用下的拉力作用下 ? ? 能增加能增加列车在机车牵列车在机车牵引力的作用下引力的作用下 ? ? 能能增加增加握力器在手的压力作用下握力器在手的压力作用下 ？ 能增加能增加力对物体做了功力对物体做了功一、一、 功的概念功的概念 如果一个物体受到力的作用如果一个物体受到力的作用, 并且在力的方向上发生了位移并且在力的方向上发生了位移, 我我们就说们就说这个力这个力对物体做了功对物体做了功. 举例说明举例说明判断:有无做功纹丝纹丝不动不动!匀速匀速真辛真辛苦苦力与位移方向相同，力做功力与位移方向相同，力做功力与位移方向垂直，力与位移方向垂直，在竖直方向

2、上有力在竖直方向上有力但没有位移故力不但没有位移故力不做功做功归纳归纳: :做功的两个必要条件做功的两个必要条件 （1 1）作用在物体上的力）作用在物体上的力 （2 2）物体在）物体在力的方向力的方向发生一段位移发生一段位移这两个条件是严格的，缺一不可这两个条件是严格的，缺一不可 ！二、功的表达式二、功的表达式 1、力的方向与物体的运动方向一致、力的方向与物体的运动方向一致 物体物体m在水平力在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为的作用下水平向前行驶的位移为S，如图所示，则力如图所示，则力F对物体所做的功为：对物体所做的功为： W=FSF表示力的大小，表示力的大小，S表示位移的大小，表示位移的

3、大小，W表示力对物体所表示力对物体所做的功做的功 如何求一个力做了多少功呢？如何求一个力做了多少功呢？2、如果力的方向与运动方向垂直、如果力的方向与运动方向垂直 当力的方向跟位移方向垂直时，物体在力的方向上当力的方向跟位移方向垂直时，物体在力的方向上没有发生位移，力对物体不做功，即做功为零。没有发生位移，力对物体不做功，即做功为零。 即即 W 0F F匀速运动匀速运动S3、当力的方向与位移方向成某一角度、当力的方向与位移方向成某一角度时时 物体物体m在与水平方向成在与水平方向成角的力角的力F的作用下，沿水平的作用下，沿水平方向向前行驶的距离为方向向前行驶的距离为S，如图所示，求力，如图所示，求

4、力F对物体对物体所做的功。所做的功。 SFFFFF分析：分析：根据力的等效性原理根据力的等效性原理,可以可以把计算把计算F做功的问题转化为做功的问题转化为分别求分别求F1和和F2做功的问题做功的问题W1= F1S= F COSSW2 = 0W = W1 + W2W = F SCOS 拉力拉力F做的功做的功W = ？F2F1理解：在位移方向的分力与位移的乘积理解：在位移方向的分力与位移的乘积1 1、公式：、公式：W = F S cosW=Fscos，其中，其中为为F与与s的夹角，的夹角，F是力的是力的大小，大小，s一般是物体相对地面的位移，而不是一般是物体相对地面的位移，而不是相对于和它接触的物

5、体的位移相对于和它接触的物体的位移.（力的作用点（力的作用点发生的位移）发生的位移）功的公式：功的公式：2 2、单位、单位国际单位：焦耳（焦）国际单位：焦耳（焦）单位符号：单位符号：J Jm=1Nm5.适用条件适用条件:公式公式只只适用于适用于恒力恒力做功做功.即力的大小和方即力的大小和方向恒定且受力物体沿着确定直线运动。（力和位移的向恒定且受力物体沿着确定直线运动。（力和位移的夹角恒定）夹角恒定）4.功是过程量。计算功时必须明确是哪个力在哪个过功是过程量。计算功时必须明确是哪个力在哪个过程中对哪个物体做功。程中对哪个物体做功。3.物理意义：一个力做的功等于这个力的大小、位物理意义：一个力做的

6、功等于这个力的大小、位移的大小、力的方向和位移的方向的夹角的余弦、移的大小、力的方向和位移的方向的夹角的余弦、这三者的乘积。恒力做功多少只与、及二者夹这三者的乘积。恒力做功多少只与、及二者夹角余弦有关，而与物体的加速度大小、速度大小、角余弦有关，而与物体的加速度大小、速度大小、运动时间长短等都无关，即与物体的运动性质无关，运动时间长短等都无关，即与物体的运动性质无关，同时与有无其它力做功也无关。同时与有无其它力做功也无关。6.6.功是标量，只有大小，没有方向，但是有正负功是标量，只有大小，没有方向，但是有正负. .当当009090时时cos0cos0 ,WW0 0，力对物体做正功；，力对物体做

7、正功；（1）若物体做直线运动，由）若物体做直线运动，由力和位移夹角力和位移夹角来判断较方便。来判断较方便。当当=90=90时，时，cos=0cos=0、W=0W=0，力对物体不做功；，力对物体不做功；当当9090180180时，时， cos0cos0 ,WW0 0，力对物体，力对物体做负功或说成物体克服这个力做功做负功或说成物体克服这个力做功. .（2）若物体做曲线运动，利用）若物体做曲线运动，利用力和速度的夹角力和速度的夹角来判断。来判断。 时，力对物体做正功；时，力对物体做正功； 时，力对物体不做功。时，力对物体不做功。 时，力对物体做负功（或物时，力对物体做负功（或物体克服力做功）。体克

8、服力做功）。正功的意义是：力对物体做正功，表明此力的正功的意义是：力对物体做正功，表明此力的效果是促进物体的运动，是动力做功。效果是促进物体的运动，是动力做功。负功的意义是：力对物体做负功，表明此负功的意义是：力对物体做负功，表明此力的效果是阻碍了物体运动，是阻力做功。力的效果是阻碍了物体运动，是阻力做功。功是标量，但有正负。功的正负只表示力做功的效果功是标量，但有正负。功的正负只表示力做功的效果, 决决不表示方向不表示方向 ,也不表示大小。即：表示是也不表示大小。即：表示是动力或阻力做功。动力或阻力做功。一个力对物体做负功，也可说成物体克一个力对物体做负功，也可说成物体克服这个力做了功（正值

9、）服这个力做了功（正值） 例：某一物体以一定初速度在粗糙水平面做例：某一物体以一定初速度在粗糙水平面做匀减速直线运动，若阻力做匀减速直线运动，若阻力做20J功，功，也可以讲物体克服阻力做了也可以讲物体克服阻力做了20J功。功。比较比较8J的功与的功与5J的功谁大？的功谁大？摩擦力一定对物体做负功吗摩擦力一定对物体做负功吗?二二. .摩擦力做功的特点摩擦力做功的特点: :1.1.静摩擦力做功的特点静摩擦力做功的特点（1 1）静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做）静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。功。（2 2）在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转移）在静摩擦力做功的过程

10、中，只有机械能的相互转移（静摩擦力起着传递机械能的作用），而没有机械能转（静摩擦力起着传递机械能的作用），而没有机械能转化为其他形式的能化为其他形式的能（3 3）相互摩擦的系统内，一对静摩擦力所做功的代数）相互摩擦的系统内，一对静摩擦力所做功的代数和总为零。和总为零。1.AB1.AB两物体叠放在水平面上，保持相对静止一两物体叠放在水平面上，保持相对静止一起向右做匀加速运动移动起向右做匀加速运动移动S S， 则摩擦力则摩擦力f f1 1对对A A做做功，功，f f2 2对对B B做做功。功。AaBf1f2W1=f S W2= - f S W1 + W2= 0正正负负举例说明举例说明: :2.小木

11、块置于旋转的水平转台上，随转台小木块置于旋转的水平转台上，随转台一起匀速转动，小木块受到的摩擦力对木一起匀速转动，小木块受到的摩擦力对木块做块做功。功。f0若小木块随转台一起加速转动而没有相对滑动若小木块随转台一起加速转动而没有相对滑动，则小木块受到的摩擦力对木块做，则小木块受到的摩擦力对木块做功。功。正正3.AB3.AB两物体叠放在水平面上，两物体叠放在水平面上，A A物体物体用线系在墙上，用线系在墙上，B B 物体在力物体在力 F F作用下向作用下向右运动，则右运动，则f f1 1对对A A做做功，功，f f2 2对对B B做做功。功。 FBAf1f20负负4.4.正在运动的水平传送带上轻

12、轻放一个小正在运动的水平传送带上轻轻放一个小木块，小木块受到的摩擦力对小木块做木块，小木块受到的摩擦力对小木块做 功。功。Vf开始物体在摩擦力的作用下做匀加速运开始物体在摩擦力的作用下做匀加速运 动，摩擦力对物体做正功。动，摩擦力对物体做正功。达到速度达到速度v v后，物体不受摩擦力，做匀速后，物体不受摩擦力，做匀速 运动，不做功运动，不做功. .5.AB5.AB两物体叠放在水平面上，两物体叠放在水平面上，A A物体在物体在力力 F F作用下在作用下在B B物体上相对滑动，物体上相对滑动，则则f f1 1对对A A做做功，功，f f2 2对对B B做做功。功。ABFf1f2SS2S1W1= -

13、 fS1W2= fS2W1 + W2= f(S2 - S1 )= - f S负负正正2.2.滑动摩擦力做功的特点：滑动摩擦力做功的特点：(1(1）滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做）滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功，当然也可以不做功。负功，当然也可以不做功。(2(2）一对滑动摩擦力做功的过程中，能量的转化有两）一对滑动摩擦力做功的过程中，能量的转化有两个方面：一是相互摩擦的物体之间机械能的转移；二个方面：一是相互摩擦的物体之间机械能的转移；二是机械能转化为内能。是机械能转化为内能。(3)(3)一对滑动摩擦力的总功等于一对滑动摩擦力的总功等于滑动摩擦力乘以相对位移滑动摩擦力

14、乘以相对位移即即W=- fS- fS式中式中SS指物体间的相对位移指物体间的相对位移(4)(4)转化为内能的量值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积转化为内能的量值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积, ,即即W=QW=Q（即摩擦生热）（即摩擦生热）. .(5(5）滑动摩擦力、空气摩擦阻力等，在曲线运动或往）滑动摩擦力、空气摩擦阻力等，在曲线运动或往返运动时等于力和路程（不是位移）的乘积返运动时等于力和路程（不是位移）的乘积例例6.6.质量为质量为MM的长板放在光滑水平面上，一个的长板放在光滑水平面上，一个质量为的滑块以速度质量为的滑块以速度v v沿木板表面从沿木板表面从A A点滑点滑到到B B点，在木板

15、上前进了点，在木板上前进了L L，而木板在水平面上，而木板在水平面上前进了前进了s s，如图，设滑块与木板间的动摩擦因，如图，设滑块与木板间的动摩擦因数为数为 求：求：(1)(1)摩擦力对滑块做的功；摩擦力对滑块做的功；(2)(2)摩擦力对木板做的功；摩擦力对木板做的功；(3)(3)摩擦力做的总功；摩擦力做的总功；(4)(4)上述过程中机械能转化为内能的大小上述过程中机械能转化为内能的大小. .图6-1-2【解析解析】分别对滑块和木板进行受力分析，如图分别对滑块和木板进行受力分析，如图所示所示.f=.f= mmg g， f = f f = f 摩擦力对滑块做的功为摩擦力对滑块做的功为:W:Wm

16、m=-f(s+L)=-=-f(s+L)=- mmg(s+L)g(s+L)，摩擦力对木板做的功为摩擦力对木板做的功为:W:WMM=fs=fs= mgsmgs，摩擦力做的总功为摩擦力做的总功为:W=W:W=Wmm+W+WMM=-=- mmgLgL，转化为内能的大小为转化为内能的大小为:Q=-W=:Q=-W= mgLmgL【解题回顾解题回顾】摩擦力是阻力摩擦力是阻力( (对滑块对滑块) )时，它所时，它所做的功是负功；摩擦力是动力做的功是负功；摩擦力是动力( (对木板对木板) )时，它时，它所做的功是正功。我们还体会到摩擦力所做的功是正功。我们还体会到摩擦力f f和和ff虽然是一对作用力和反作用力，

17、但它们做的功虽然是一对作用力和反作用力，但它们做的功却不一定相等却不一定相等. .一个质量一个质量m=150kg的雪橇，受到与水平方向成的雪橇，受到与水平方向成37角斜向上方的拉力角斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动的，在水平地面上移动的距离距离l=5m。物体与地面间的滑动摩擦力。物体与地面间的滑动摩擦力F阻阻=100N。求。求外力对物体所做的总功。外力对物体所做的总功。 解析：解析：拉力拉力F F对物体所做的功为对物体所做的功为 W W1 1= = FlFlcos37cos37=2000J=2000J。摩擦力摩擦力F F阻阻对物体所做的功为对物体所做的功为 W W2 2= = F

18、F阻阻l lcos180cos180= -500J= -500J。外力对物体所做的总功外力对物体所做的总功 W W= =W W1 1W W2 2=1500J=1500J。（另解：先求合力，再求总功）（另解：先求合力，再求总功）总功等于各个力对物体所做功的总功等于各个力对物体所做功的代代数和数和，也等于，也等于合力合力对物体所做的功。对物体所做的功。三三、求总功求总功(1)、分别求出每个力所做的功，然后求出、分别求出每个力所做的功，然后求出所有功的代数和。即：所有功的代数和。即：W总总=W1+W2+Wn(2)、先求出物体所受的合力，然后、先求出物体所受的合力，然后再求出合力的功，即：再求出合力的

19、功，即：W总总=F合合Scos求力对物体所做的总功有两种方法求力对物体所做的总功有两种方法：练习：在光滑水平面上，物体受到两个沿水练习：在光滑水平面上，物体受到两个沿水平方向互相垂直的大小分别为平方向互相垂直的大小分别为3N3N和和4N4N的恒力，的恒力，从静止开始运动从静止开始运动10m,10m,求每个力做的功和合力求每个力做的功和合力做的功。做的功。由上可知，总功的计算是标量运算，不符合由上可知，总功的计算是标量运算，不符合平行四边形定则平行四边形定则 1、 用水平恒力用水平恒力F作用于质量为作用于质量为M的物体，的物体，使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离使之在光滑的水平面上沿力的方向

20、移动距离l，恒力做功为恒力做功为W1，再用该恒力作用于质量为，再用该恒力作用于质量为m(mw2 B w1w2 C w1=w2 D 无法判断无法判断 C本题说明了一个力所做的功只由力和力的方本题说明了一个力所做的功只由力和力的方向上发生的位移决定向上发生的位移决定, ,跟物体是否还受到其跟物体是否还受到其它力作用它力作用, ,以及物体的运动情况均无关以及物体的运动情况均无关若将位移若将位移 S 分解分解,结果如何结果如何?FSS1S290。S1=ScosS2=S sinW1= FS 1= F Scos W2= 0W= F Scos 理解：力与位移在力的方向的分量的乘积理解：力与位移在力的方向的分量的乘积1 1、做功的两个不、做功的两个不可缺少的因素可缺少的因素 作用在物体上的力作用在物体上的力在在力的方向上